三菱PLC编程教学（精选5篇）
三菱PLC编程教学 篇1
PLC是从传统电子电路中分离出来的特定电路模块, PLC的产生就是为了适应工业设备的应用, PLC的全称是可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller) , 早期的PLC实际上就是单机控制技术与继电器控制技术的完美结合, PLC已经广泛地应用于各种工业设备中, 主要原因是PLC的开发成本低、开发周期短, 常见的PLC厂家有三菱、欧姆龙等等, 对于电子电气自动化专业的学生而言, 必须熟练地掌握PLC编程以及控制电路图设计。
一、教学范例
本文选择三菱FX2N系列的PLC作为控制器, 控制一台三相异步电动机, 具体要求如下:
1.当电动机低速运行时, 采用直接启动的模式;当电动机中速运行时, PLC可以控制电动机从低速自动变换到高速;当需要高速运行时, 采用连续切换的方式从低速到中速, 再到高速, 保证每次切换的时间为5 秒。
2.保证电动机可以完成三个速度档之间的自由切换。
3.电动机的制动模式为惯性制动, 按下停止按钮后在摩擦力的作用下停止转动。
4.电动机发生过载时自动停机, 防止电动机与电路的损坏。
除了上述明确的功能要求外, 学生必须掌握PLC的控制电路图与外围执行电路图, 并根据功能要求编写程序, 程序的形式为梯形图, 也可以根据学生需求讲授SFC图编程。
二、PLC教学设计
(一) 电动机的执行电路图设计
本设计的电动机有三个速度档位, 实际的电路图如图1 所示, 当接触器KM1 的触头闭合时, 电动机低速运转;当KM2 闭合时, 电动机中速运转;当KM3 与KM4 同时闭合时, 电动机高速运转。一般的三相异步电动机不会采用直接启动, 因为直接启动的启动电流会很大, 可能导致电路元件的损毁, 因此, 只有在电动机低速启动时才可以采用直接启动。
(二) PLC的I/O接口分配与选型
根据已经初步设计的外围执行电路, 确定控制电路需要的接口, 根据接口的数量初步确定PLC的型号与规格。下表是本设计中PLC的接口分配情况。
(三) PLC控制电路图
根据功能需求确定好PLC的接口数量后, 根据已经分配好的接口做出PLC的控制电路图, 注意安全电路的设计, 各个接触器之间必须有硬件互锁。除此之外, 必须设计合理的通断电延时功能, 也可以从程序上设计延时, 注意软硬件的一致性。图2 是PLC的控制电路图。
(四) PLC的梯形图编程
PLC的学习以编程为主, 程序直接体现出了设计人员的设计构想, PLC的程序设计一般采用梯形图, 梯形图将复杂的代码程序具象化, 符合工程人员的使用实际。除此之外, 梯形图与传统的继电器电路图比较相似, 比较容易被工程人员接受。PLC程序编写建立在编写人员过硬的基础知识上, 程序编写者除了需要掌握基本的PLC指令外, 还需要熟悉程序的常用模块, 包括三相异步电动机的启动、调速、制动、正反转控制等等, 同时还需要掌握一定的编程技巧, 最大限度降低硬件成本, 控制PLC的接口数量。
梯形图程序主要分为四个模块, 包括启动停止模块、低速切换模块、输出执行模块、高速切换模块, 通过将四个程序模块整合, 可以实现对三相异步电动机的三速控制。
三、总结
针对PLC的教学目标, 制定合适的教学内容, 只有合理的教学设计才能保证学生的学习质量, 提高课堂的教学效率。PLC的课堂教学应该围绕以下几点进行: (1) PLC的基本功能指令; (2) PLC的常用程序模块; (3) PLC电路与编程的安全设计; (4) PLC编程的功能性; (5) PLC程序与电路的优化设计。本文以三菱PLC为例进行了编程方法的教学设计, 为我国PLC的编程教学提供了参考。
摘要：PLC是可编程逻辑控制器的英文缩写, 随着我国工业现代化、自动化的快速发展, 工业设备中的PLC越来越多, 为了满足工业发展中的人才需求, 全国各个技工院校都开设了PLC相关的课程。目前, 我国的PLC编程都以程序模块为基础, 设计人员根据实际需要将程序模块组合在一起, 实现预先设计的功能, PLC课程的教学目标是保证学生掌握基本的功能指令与程序模块, 并让学生可以利用这些基本功能指令与模块完成比较复杂的系统程序。以三菱PLC为例进行编程方法的教学设计, 为我国PLC的编程教学提供参考。
关键词：三菱PLC,电动机,电路图
参考文献
[1]庄汉清.三菱PLC编程实例的教学设计[J].化学工程与装备, 2009 (3) :122-126.
[2]张志鹏.基于PLC软件的教学用自动物料分检系统的设计与实现[D].电子科技大学, 2011.
[3]马晓辉.基于PLC的夹具自动化教学实验系统的开发[D].华中科技大学, 2007.
三菱PLC编程教学 篇2
一GPPW模拟软件课程教学实施过程
模拟仿真教学由教师结合教学内容通过多媒体平台演示完成后, 让学生自己动手进行PLC程序的编制与调试, 根据设计要求边设计, 边调试, 边分析, 边修改。经过一定的训练后, 学生可以在课外参照一定的要求自主完成整个设计调试的过程。下面以十字路口红绿灯的控制系统设计为例, 说明GPPW软件在可编程控制器教学中的应用。
1. 控制要求
首先给出某十字路口红绿灯示意图及时序图。东西向和南北向分别有红绿黄三色灯, 东西向按照红灯亮7.5s、绿灯亮4s、黄灯闪2.5s, 南北向按照绿灯亮5s、黄灯闪2.5s、红灯亮6.5s的顺序依次点亮。
2. 分析及设计
根据案例要求选择并行序列步进顺控法进行设计。确定输入输出信号, 完成I/O分配及外部硬件线路设计, 设计出红绿灯控制的功能图后, 我们在GX-Developer软件中进行SFC程序设计, 如图1。
3. 模拟仿真
完成程序输入后, 启动梯形图逻辑测试程序, 将程序写入虚拟PLC中, 并打开相应的继电器内存监视器。双击触点X000将常开触点置1, 此时步进顺控按照流程执行, 在继电器内存监视器中可以直观地看到步的执行及每一步中对应的输出情况, 如图2所示, 图中涂色部分表示其状态为“1”, 否则表示状态为“0”。再双击触点X001使停止触点有效, 则执行完本次循环后程序停止运行。
将模拟仿真测试结果与控制要求进行比较, 如果完全符合实际控制要求则完成程序调试, 如果测试结果与设计要求不符, 则需对设计程序进行修改, 然后再进行仿真测试, 直到符合设计要求为止。学生在仿真测试的过程中, 自己动手完成整个设计调试过程, 将看不见、摸不着的控制流程以形象的方式展示在屏幕上, 加深了学生对指令、动作要求及程序执行的正确理解, 从而提高教学效果。
二FX-TRN模拟仿真软件知识拓展应用
FX-TRN软件是三菱公司为FX系列PLC设计的模拟仿真训练软件。该软件中用三维造型设计了3D仿真画面。通过程序设计、输入后, 调试过程中有真实的场景模拟, 使操作者有类似操控各种自动设备的感受。
该软件配备了3个等级、4种难度的挑战案例, 可供学生循序渐进地提高自己的编程水平, 并加深对PLC的认识。另外, 由于FX-TRN软件有非常方便详细的指导系统, 只要是稍有基础的学生, 按照指导步骤来实施基本上不需要任何其他帮助。因此, 我们在可编程控制器的实际教学中, 选择FX-TRN软件中的项目作为学生的课外辅导项目, 学生根据课程教学内容选择合适的项目进行自主训练。
三结束语
1. 模拟仿真教学能将抽象理论形象化、直观化
实现模拟场景中的仿真运行, 可帮助学生更好地理解PLC的工作原理。要让学生对PLC的工作过程有全面的认识和了解, 除具备一定的编程能力、掌握基本的编程技巧外, 还要让学生按照实际的控制要求进行仿真运行和调试, 从而找到程序中的不足和漏洞, 进行反复修改, 达到优化程序、熟悉编程的目的。三菱模拟仿真软件为我们提供了一个很好的模拟仿真平台, 使我们能够在教学过程中随时提供实验、演示分析。通过这样的计算机模拟仿真实验, 把可编程控制器技术的理论教学和实验教学有机地结合起来, 为可编程控制器的实际运用打下一个良好的基础, 在极大程度上缓解了没有PLC实验设备的困难。
2. 模拟仿真教学能节约资金, 降低实验风险, 弥补实验设备不足等
使用计算机仿真模拟, 具有经济、可靠、实用、安全、灵活、高效率、可多次重复使用和成本低、风险小的优点, 使学生突破了实验室的局限性, 避免了实际电路调试的烦琐过程, 不用反复拆装元件, 以免损坏元件;整个过程快捷方便, 省时省力, 把它应用到PLC课堂教学, 既避免了实验仪器的损坏与实验材料的消耗, 降低教学成本, 又能让学生完成各种与实际实验相似的实验实习, 学到相关的专业知识和专业技能, 为学校节省了实验实习和设备维修的费用。
3. 实现理论教学与实验实践有机结合, 提高课堂教学质量和教学效果
传统的PLC教学, 要实现理论与实践有机结合同步进行, 往往需要的仪器设备较多。实验成本高, 实验存在安全风险, 调试不方便, 实验效果不明显, 再加上学校实验设备不足等因素的影响, 很难做到理论教学与实验实践有机结合。应用仿真实验, 课堂教学只需把学生带到计算机房, 教师在进行理论讲授的同时, 应用电脑进行仿真实验演示给学生观察, 然后让学生在电脑上进行实验验证, 把理论教学与实验实践有机结合起来。当然, 在实际教学过程中, 我们也发现, 类似的模拟仿真软件在某些特殊指令上仍无法实现仿真测试, 其仿真功能还需要进一步的开发提高。
摘要：本文以三菱FX2N系列可编程控制器 (PLC) 为例, 介绍了PLC编程软件SW3D5C-GPPW与模拟仿真软件FX-TRN在课程教学中的应用。
关键词：模拟仿真,可编程控制器,教学应用
参考文献
[1]李艳.仿真软件在PLC实验教学中的应用研究[J].科技资讯, 2011 (4) :194
[2]王盛.FX-TRN可编程控制仿真软件在中职PLC教学中的应用[J].中等职业教育 (理论) , 2008 (7) :6~7
三菱PLC编程教学 篇3
三菱大部分软件都要先安装“环境”，否则不能继续安装，这一步还好办，如果不能安装，系统会主动提示你需要安装环境。
2.进入SW8D5C-GPPW-C文件夹，点击“SETUP” 安装，安装时最好将杀毒软件关闭；
3.输入GX系列软件的通用序列号：998-598638072（序列号可以在三菱PLC官方网站上申请到）。
4.特别注意：“监视专用”这项不能打勾，否则软件只能监视，这个地方也是出现问题最多的地方。这是很多朋友会容易钩选错误的地方。
5.根据提示选项安装完成后，运行三菱PLC编程软件测试程序是否正常，如果正常刚安装成功，如果程序不正常，有可能是因为操作系统的DLL文件或者其他系统文件丢失，一般程序会提示是因为少了文件而造成的。
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三菱PLC编程教学 篇4
关键词：三菱FX系列PLC,状态编程法,顺序控制
0 引言
三菱FX系列PL C的状态编程法在顺序控制系统中有其独特的优势,值得学习、推广应用。状态编程法是P L C程序编制的重要方法。状态编程思想是将复杂的顺序控制过程分解成若干小的“工作状态”先分别编程,再依据总的控制要求组合成整体程序。使用状态编程法设计程序,需要先根据工程项目的具体控制要求(或工序图、动作循环图)画出顺序功能图(简称S F C),再根据顺序功能图编成梯形图程序。对于三菱F X系列P L C,根据顺序功能图编成梯形图可以使用步进梯形指令STL、RET。下面以FX1N-40MR PLC实现机械动力头自动控制的程序设计为例。
1 系统概述
机械动力头的传动系统示意图如图1所示。机械动力头的动作执行元件及相应的信号如表1所示(表中“+”代表电动机运转,其它电器代表得电;“—”代表电动机停止,其它电器代表失电)。
2 PLC的硬件设计
根据机械动力头的传统系统示意图,分析控制要求,考虑PLC I/O裕量,可选三菱FX1N-40MR PLC。对I/O点进行分配,并绘制电气原理图,如图2所示。
3 PLC的程序设计
3.1 顺序功能图的设计
根据机械动力头的动作执行元件及相应的信号表、电气原理图及三菱FX系列PLC的多种工作方式的编程方法,可以设计自动循环的顺序功能图,如图3所示。
顺序功能图的设计要点:
(1)掌握好步的划分原则。同一步以内不能有输出量的状态变化,相邻步的总输出量的状态必须不同,对比图3中步S21、S22可知。
(2)初始状态的设置。对于三菱F X系列P L C,采用功能强大的初始化状态指令IST,则自动规定三种工作方式的初始状态:S0为手动方式的初始状态;S1为回原点方式的初始状态;S 2为连续运行方式(又叫自动方式)的初始状态。
(3)最后一步的设计。根据本人工程实践经验,自动循环到最后一个动作,虽然工艺没有要求延时,但实际上适当延时很有必要。例如图3中,由S23步转换到S24,将执行快速电动机停止,制动电磁铁失电。快速电动机停止,制动电磁铁失电复位,都有一定的惯性作用,在S 2 4步适当延时可以确保最后动作的结束到位,以便为下一个动作循环做好准备。
3.2 梯形图设计
根据顺序功能图采用步进梯形指令编程,设计梯形图,如图4所示。
设计梯形图的要点及程序解释:
(1)初始化程序的设计。三菱FX系列PLC采用初始化状态指令I S T时,对与工作方式有关的8个输入量有严格的顺序要求,如果这8个输入量没有按I S T规定的顺序分配,或者多种工作方式不齐全,则必须采用辅助继电器M过渡,对照图2中P L C的输入点与图4中的M 0~M 7可知。
(2)原点条件的确定。将设备各机构原始位置的有效行程开关及应有的保护条件作为特殊辅助继电器M8044的驱动条件,见图4中M8044的驱动。
(3)回原点完成的设计。对于没有回原点方式的系统,根据调试经验,利用原点条件将特殊辅助继电器M8043置位即可,见图4中M8043的处理。
(4)初始化状态指令IST的设计。M0~M7代表与工作方式有关的连续8个输入信息,S20、S24分别代表自动循环的第一步与最后一步。
(5)最后一步必须使用步进返回指令RET,见图4的S24步的处理。
4 结语
三菱FX系列PLC的状态编程法在顺序控制系统中有其独特的优势,该方法有规律可循、调试方便、效率高,不仅适用于初学、初用者,对于经验丰富的电气技术人员,也能大大提高编程效率,减少工作量,值得推广应用。
参考文献
[1]廖常初.PLC基础及应用(第2版)[M].北京:机械工业出版社,2009
三菱PLC编程教学 篇5
一、MCGS简介
MCGS(Monitor and Control Generated System）是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000等操作系统。MCGS软件系统包括组态环境和运行环境2个部分（如图1）。组态环境相当于一套完整的工具软件，帮助用户设计和构造自己的应用系统。运行环境则按照组态环境中构造的组态工程，以用户指定的方式运行，并进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。
M C G S组态软件（以下简称M C G S）由组态环境和MCGS运行环境2个系统组成（如图2）。两部分互相独立，又紧密相关。
MCGS运行环境是用户应用系统的运行环境,在运行环境中完成对工程的控制工作。MCGS具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点,已成功应用于工业控制的各个领域,组态软件具有动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出、工程报表、数据与曲线等强大功能,在自动控制中占据十分重要的位置,已逐渐成为工业自动化的核心。
二、MCGS与三菱PLC的重构
可编程序控制器原理及其应用课程是一门实用性、工程性和综合性很强的专业课，与工程实际联系紧密，必须压缩理论教学课时，增加实验课时，强化实践性教学环节。应当通过实验、现场实训和课程设计等实践性教学环节，整合资源形成强有力的教学工具，增强学生的综合运用能力，倡导创造性思维。这就需要将组态软件MCGS与课程有机结合起来，重新构建学习情境和学习模块。目前在我院P L C的教学实践中，需要完成很多典型的编程训练。这些被控设备由于需要数量多、费用高，很难按实际需要配置，上机试验通常采用教仪厂的模拟装置（装置挂箱）进行操作。这样做的缺点是操作连线复杂，学生难以理解，不利于学生对工业控制系统的整体把握和学习。因此，在三菱PLC教学实践中，利用MCGS组态软件技术设计开发P L C仿真教学平台，将两者有机结合，对教学手段和方法进行重构，可以达到事半功倍的教学效果，同时还极大地节约了有限的教学经费。
1. 教学工具重构
试验室传统教学演示设备对于学习P L C无疑是不可或缺的。教研室课程教学小组为促进实践性教学，维护实验设备，并自己根据教材和大纲设计了相关的实验组态模块。使用时可以任意组合控制组态界面，可实现多重工业控制，且操作简单，利用效率很高，便于学生进行验证性实验和设计性、综合性实验。利用工控组态软件来模拟现场调试、模拟诸如电镀生产线、污水处理、交通灯等控制系统的运行，对学生实践技能的培养,发挥学生的主观能动性及创造力,起到了重要的作用,得到了良好的教学效果。课程设计的课题来自于生产实践与社会生活的各个方面。通过对一个具体的控制系统的设计、调试、模拟运行等过程的训练,使学生亲自体验设计的整个过程,培养了学生综合运用知识的能力,增强了学生的工程应用意识。
物理实体设备，能模拟现实的工业生产作业环境与设备，提供一个与工业自动化环境相似的学习情境，对于P L C工业控制自动化的教学是必不可少的，在实际的教学实践中占有重要地位。在构建教学工具体系中，它的地位处于基础模块。这个模块的构建和发展是开发其它模块的基础，虽然有了MCGS组态软设备模块，但这个模块不仅不能否定，而且在条件和教学费用允许的情况下，还应该得到充实和扩展。组态软件教学工具模块位于工具体系的上层，是基础层的应用和发展。利用组态软件的功能，可开发出任意工业控制界面和控制装置的设备库。设备库由教师按照教学大纲的要求和实验项目、实训计划分别开发组合而成，与运行环境一同构成MCGS软设备模块。
2. 学生学习心理重构
根据基于工作过程和工作任务为驱动的课程改革要求,我们需要创建一种有效的PLC工程教学情境,使师生之间的交流达到最优化,而学生的学习质量也受到所用教学技术的积极影响。实验室教学情境的设计也应该和课堂教学一样严格,这一点尤其重要。这是因为教室的环境与实验室的环境不同,学生的心理发生了变化而造成的。这种变化既有主观原因,也有客观原因。针对具体的教学情境,结合学生心理变化特点,对其学习心理进行分析和重构。除了教学因素以外,实践教学环境还要面对一些课堂教学中不存在的障碍。教师与学生所依赖的是具体物理设备和计算机软件,实际设备操作时依赖于设备的工作状态和具体操作方式,这些都会对学生的学习心理活动产生影响。比如设备外部显示接线复杂,系统调试困难,会对学生的心理预期产生干扰,使学生有挫折感和畏难感而削弱了教学效果。同时过于具体的操作过程容易掩盖真实的工业自动化控制的应用背景,使学生产生困惑感。
兴趣是学习的动力，有了兴趣才有求知的欲望，才会克服困难主动学习，向着即定的目标做不懈的努力。学生在一开始接触可编程控制器课程时，可先接触那些模拟工业自动控制的教学设备，使学生认识这些设备的结构、功能、原理和使用方法。接下来应让学生充分利用MCGS自动控制画面直观形象等特点，让学生受到视觉冲击。让他们亲自上机操作，以其新颖性、趣味性、真实性吸引学生，营造一个符合学生心理特点的教学环境。使学生对P L C的学习产生浓厚的兴趣，并且有一种迫不及待地学习，急于想编制程序并看到程序输出结果的欲望。这样学生才会有成就感，同时获得最大的心理满足，不断追求学习的层次和目标。颜色鲜艳，画面生动的组态界面，会让学生身临其境地感受到“所想即所成，所见即所得，所做即所现”的效果。对学生的认知心理产生一个强化作用，这个作用会直接转换为学习信心和学习动力。通过对教学组件工具模块的合理配置和综合使用，学生的学习心理就会得到重构。其变化是克服了在实验室上课时散漫随意的消极心理因素，而转向认真活跃求知的积极心理状态。
三、实践环节设计与实施
在讲述P L C控制器编程指令时,先讲几条指令,然后引导学生用所讲的指令,编几个简单的程序运行，即完成几个简单小项目并且用组态软件来现场模拟。然后,教师再提出几个简单项目的要求,鼓励学生自己用已学过的指令,编控制程序来实现这些小项目。
在练习中，学生就会自然而然地掌握指令的应用、编程方式、P L C与计算机之间程序的相互传递过程、程序调试方法等，避免了学生死记指令的枯燥学习过程。在教师引导编程和学生自己独立编程的过程中，一次次创造学生的学习成就感，使其更渴望学习后面的指令，编制出功能更多，控制更复杂的程序，为后面课程内容的学习打下良好的基础。不断地学习不断地练习，既巩固和提高了学生的理论水平又强化了学生的现场操作技能，实现理论与操作都得以提高。实施操作过程中把硬件模块与MCGS软组件模块的应用贯穿始终，而不用单独地学习枯燥的硬件知识。
在项目教学工具的实施过程中，要注重两方面的问题。一个是避免学生的注意力和学习精力过多地投在MCGS软件本身上。软件的使用开发对于学生来说是不要求的，防止增大学生的学习负担。组态软件仅提供一个模拟设备平台，让学生看到程序运行的结果，感受工业自动化控制的效果。另一个是开发的组态软件学习模块呈现的层次结构和使用的方式方法要有利于学习效率的提高，使学生的创造性、积极性得到好的发展。随着边讲边练式教学的进行，控制指令逐渐为广大学生所掌握。这时候就可以进入实践的提高阶段，为学生提供一些稍具规模的综合性项目。在这些项目的练习过程中，指导学生对所学指令进行比较归纳，从而总结出解决同类问题的最佳方案，以实现对知识的融会贯通。在教学过程中，学生由认知到熟悉，从熟悉到理解，从理解到应用，完全符合学生的认知规律。不仅实现了教学大纲确定的目标要求，而且培养了学生的实践创新能力和工程应用能力。
四、实施效果与结论
组态软件MCGS引入本学期三菱PLC教学实践中近一个学期。经过教学实践检验和对考核表的分析，学生对可编程控制器课程的学习兴趣有了明显改变。实验和实训的出勤率提高，学习过程中的态度变得更加积极主动，更愿意独立地完成某一项目训练。更为重要的变化是，在教室的理论课堂上，学生也表现出了较好的学习状态。如课堂提问回答的准确率提高，课后作业完成的质量也有所提高。越来越多的学生开始认识到P L C的专业知识和工业控制应用离他们很近，而他们掌握这些知识和技能对他们来说是有益的。这就是说组态软件的应用，拉近了静态课本知识与知识应用的距离,使他们更加愿意学习,愿意探索和创新。
专业课教师应该有目的地完善组态软件的设备模块，不断开发和优化以MCGS为运行平台的教学工具，使其更好地应用于三菱P L C的教学实践中。也可吸收有兴趣的学生参加组态软件模块的开发，引导学生参加工程实践活动，以期最大限度地提高学生的实践动手能力，为学生将来能够立足社会、服务社会打下良好的基础。
参考文献
[1]王素红.论高职高专教育中的实践教学[J].法制与社会,2009,6:323
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[3]吴中俊,项倩文,吉敬华,等.运用现代教育技术深化PLC课程改革[J].江苏大学学报(高教研究版),2006,1:19～22
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